В 1942 году Берия поручает заместителю Всеволоду Замятину организовать группу ученых для создания первой атомной бомбы в Советском Союзе. Задача крайне сложная: проектировать в разгар войны и в рекордные сроки. В Москве под руководством Курчатова начинает работу секретная Лаборатория №2, в которую привлекаются выдающиеся умы со всего Союза. Курчатов убеждает Замятина добавить в команду двух специалистов: дерзкого Фролова, открывшего спонтанное деление ядра, и радиохимика Карпову из ссылки в Казахстане. Несмотря на сомнения Наркомата Внутренних дел, их участие одобрено. В то же время советская разведка активно занимается добычей зарубежной научной информации. Агент Екатерина Лазарева, бывший физик и возлюбленная Фролова, успешно передает в СССР ключевые данные об атомных разработках союзников. Теперь Советскому Союзу предстоит догнать Великобританию и США, чтобы установить ядерный паритет в послевоенном мире.